package com.hc.programming.tree;

import com.hc.programming.util.ArrayUtil;

import java.util.Arrays;

/**
 * 给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。
 * 百度百科中最近公共祖先的定义为：“对于有根树 T 的两个节点 p、q，最近公共祖先表示为一个节点 x，满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大（一个节点也可以是它自己的祖先）。”
 * <p>
 * 示例 1：
 * 输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
 * 输出：3
 * 解释：节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3 。
 * 示例 2：
 * 输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
 * 输出：5
 * 解释：节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5 。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。
 * 示例 3：
 * 输入：root = [1,2], p = 1, q = 2
 * 输出：1
 * <p>
 * 提示：
 * 树中节点数目在范围 [2, 10^5] 内。
 * -10^9 <= Node.val <= 10^9
 * 所有 Node.val 互不相同 。
 * p != q
 * p 和 q 均存在于给定的二叉树中。
 *
 * @author huangchao E-mail:fengquan8866@163.com
 * @version 创建时间：2024/10/16 17:04
 */
public class 二叉树的最近公共祖先 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = new Integer[]{3, 5, 1, 6, 2, 0, 8, null, null, 7, 4};
        TreeNode tree = TreeNode.tree(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr) + "=3,--" + ArrayUtil.toString(lowestCommonAncestor(tree, new TreeNode(5), new TreeNode(1))));
        arr = new Integer[]{3, 5, 1, 6, 2, 0, 8, null, null, 7, 4};
        tree = TreeNode.tree(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr) + "=5,--" + ArrayUtil.toString(lowestCommonAncestor(tree, new TreeNode(5), new TreeNode(4))));
        arr = new Integer[]{1, 2};
        tree = TreeNode.tree(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr) + "=1,--" + ArrayUtil.toString(lowestCommonAncestor(tree, new TreeNode(1), new TreeNode(2))));
    }

    public static TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        if (root == null) return null;

        // 方案1：记录祖先
//        parent = null;
//        return 后序递归(root, p, q);

        // 方案2
        return 后序递归2(root, p, q);
    }

    /**
     * 方案2：后序遍历，当前匹配上，返回当前；
     *       若左右都匹配上，返回当前；匹配一个，返回匹配节点
     */
    private static TreeNode 后序递归2(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        if (root.val == p.val || root.val == q.val) return root;
        TreeNode left = root.left == null ? null : 后序递归2(root.left, p, q);
        TreeNode right = root.right == null ? null : 后序递归2(root.right, p, q);
        if (left != null && right != null) return root;
        return left != null? left : right;
    }

    private static TreeNode parent = null;

    /**
     * 方案1：记录祖先
     * 后续遍历，左或右或当前，匹配2项，返回当前节点，记录祖先
     *          若左右子树都匹配一项，返回匹配节点
     */
    private static TreeNode 后序递归(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        TreeNode left = root.left == null ? null : 后序递归(root.left, p, q);
        TreeNode right = root.right == null ? null : 后序递归(root.right, p, q);
        if (parent != null) return parent;
        if (left == null && right == null) {
            if (root.val == p.val || root.val == q.val) return root;
        } else if ((left != null && right != null) || (root.val == p.val || root.val == q.val)) {
            parent = root;
            return root;
        }
        return (left != null) ? left : right;
    }
}
